特集

下水道事業における持続性の確保
国土交通省／水管理・国土保全局／下水道部／
下水道事業課／事業マネジメント推進室／室長

１．はじめに

石﨑隆弘

これを受けまして、令和２年５月に全ての下水道管理者に対し「下水道の施設浸水対策の推進について」の通

ここ数年、政府や経済界を中心として、スーツの襟元知を発出し、全ての雨水ポンプ場等、被害時のリスクのに円形でカラフルなバッチを付けている方を多く見かけ高い下水道施設については、対策浸水深や対策箇所の優るようになりました。ご存じの方も多いと思いますが、先順位等を明らかにした耐水化計画を令和３年度までにこのバッチは“SDGs バッチ”と呼ばれ、国連が提唱す

策定し、その内容に沿って順次耐水化を進めるように要る2030年までに達成すべき17のゴールと169のターゲッ請しております。また、この通知では、耐水化の対象外

トから構成され、国際社会共通の目標として掲げられた力の設定、効率的・効果的な対策手法及び段階的な対策「持続可能な開発目標（SDGs）」を表したものです。このの進め方といった、ハード・ソフトによる施設浸水対策

SDGs は 2015 年９月の国連サミットで決定されたものでの考え方も示しております。そのなかでも、「段階的な対すが、国連ではこの直前は MDGs という「ミレニアム開策の進め方」では、災害時のリスクの大きさや設備の重発目標」を掲げておりました。この MDGs は発展途上国

要度に応じて、段階的に耐水化を推進し、災害時におけの目標であったため、先進国にはあまり浸透していなかる必要な下水道機能を継続して確保するため、耐水化計ったものですが、SDGs は途上国だけでなく、先進国も画に定める対策スケジュールでは、５年程度で受変電設含めた世界共通の目標となったため、政府だけにとどま

備やポンプ設備等の耐水化を完了し、揚水機能を確保す

らず、民間企業も自らの企業活動を SDGs に重ね合わせるとともに、10年程度で余剰汚泥ポンプ等の耐水化を完た取組を行っています。

了し、沈殿機能を確保することと基本とするとしており話を下水道に戻しますと、下水道事業を取り巻く状況ます。

は、人口減少等に伴う厳しい経営環境、執行体制の脆弱

この通知により５年程度で確保するとしている揚水機化、施設の老朽化等の多くの課題を抱えており、下水道能について、令和元年12月時点の状況は図−１に示すと事業においても、この「持続」というキーワードが様々おりであり、洪水、内水による浸水想定区域内に立地しな施策の根底にあると考えております。そこで、本稿でている施設のうち、処理場で 40％、ポンプ場で 45％にとは、下水道事業における持続性の確保に向けて、目標年

どまっております。令和３年５月に公布された流域治水度を明示した計画や施策について紹介します。

関連法と関連して、下水道施設の耐水化については、事業計画の「施設の設置に関する方針（様式１）」への記載

２．目標年度を明示した計画／施策内容とすることを考えております。流域治水関連法では、事業計画に関する下水道法改正も行われたところであ（１）耐水化計画の策定（令和３年度）
近年、全国各地で豪雨等による水害が頻発し、甚大な被害が発生しております。その中でも、令和元年東日本
台風（台風 19 号）では、長野県、福島県を中心に下水処
理場16か所、ポンプ場28か所が浸水により機能停止となるような大規模な被害が発生しました。
この被害を受けて、国土交通省では、気候変動を踏まえた下水道による浸水対策等について議論を深めることを目的として、令和元年12月に「気候変動を踏まえた都
市浸水対策に関する検討会」を設置し、その中で、下水道施設の耐水化の推進についての対応の基本方針をとりまとめました。

図ー１

下水道施設の耐水化状況（揚水機能）

7

り、この改正事項は法施行後６カ月以内に施行されるこ

また、平成 30 年８月には、下水道事業の持続性を確保ととなっており、事業計画の運用にかかる通知の中で下するため、行政界を越えた複数の地方公共団体間におけ

水道施設の耐水化に関する内容も含める予定としておりる広域化・共同化を一層図っていくことが期待されてこます。

とから、「下水道事業における広域化・共同化の事例集」
を示しております。具体的な内容としては、下水道事業（２）広域化・共同化計画の策定（令和４年度）

における広域化・共同化には、ハード連携として「施設職員の減少や施設の老朽化等が顕在化している中、持の共同化・統廃合」、ソフト連携として「維持管理の共同

続的な下水道事業の運営体制確立に向けて、行政界を超化」及び「事務の共同化」の３つの形態を示すとともに。

えた複数の地方公共団体間における広域化・共同化、さ広域化・共同化の検討主体として、①都道府県が主体的らには、他分野との連携により一層図ることにより、スに県内市町村の広域連携の取組みを促進するもの、②政

ケールメリットを活かしながら、限られた人材の有効活

令市や連携中枢都市が周辺市町村との広域連携を促進す

用や管理の効率化を図ることが重要です。

るもの、③同規模市町村同士が各々をパートナーとして

このようなことから、国土交通省としては、地方公共広域連携に取り組むもの、④第三者機関による技術補完

団体での広域化・共同化の取組を促進しており、平成 30

等を介し広域連携を実現するものを４つに分類し、個別

年１月に関係３省（総務省、農林水産省、環境省）とのの取組事例を紹介しております。さらに、令和２年度に連名通知で、全ての都道府県において、速やかに管内のは２事例を追加したところです。

市町村等とともに検討体制を構築し、令和４年度までに

現時点において、本計画を策定した都道府県は、山形「広域化・共同化計画」を策定いただくよう要請しており

県、埼玉県及び広島県となっております。本年４月にます。また、この通知では、計画策定時の留意事項としWEBでの開催となりました、令和３年度下水道主管課長て以下のことを示しております。

会議では、令和２年度に策定された広島県に「広域化・・都道府県の強力なリーダーシップのもと、行政界を超共同化計画」の策定について事例発表をして頂きました。

えた、持続的な運営が可能な全体最適を目指すこと。

広島県の計画では、表−１の通り、県内に３つある流域

・処理場の改築にあわせた統廃合のみならず、ICT によ

下水道の処理場に市の単独公共下水道や農業集落排水施る集中監視等維持管理や事務の共同化等についても検設と接続し、市の処理場等を廃止するなどの市域を超え討すること。その際、下水道や集落排水等との統廃合た６つのケースの統合検討とともに、１つの流域下水道といった事業間の連携も含むこと。

の処理場に共同設置の意向のあった市町等から汚泥を収・中長期だけでなく短期的な目標も設定し、できるとこ

集し、汚泥燃料化施設の設置を検討することが位置づけろから取り組むこと。

られております。広島県の事例では県がイニシアティブ

さらに、令和３年１月には、関係する４省連名の通知を発揮していただき、広域化・共同化の取組を強力に推により、システム標準化を含むデジタル化の推進に関す進されている好事例であると考えております。

る事項や必要に応じて多様な PPP/PFI の活用に関する計画策定の期限まで残り２年を切り、今年度は計画策

事項を広域化・共同化計画に盛り込むことを追加で要請

定における重要な時期となることから、計画策定後の事したところです。

業実施を見据えて、地方共同法人日本下水道事業団とも

表ー１

8広島県の「広域化・共同化計画」における具体的取組

連携して、地方整備局等のブロック単位で都道府県との府県構想の見直しが完了したところです。この見直しに意見交換会を実施します。第一回の意見交換会は７月下より、全国では下水道等の集合処理区域の残整備面積は、旬から開催し、８月中には全てのブロック単位で開催す

東京23区の面積の約2.5倍に相当する約16万３千haが縮る予定としております。二回目以降については、現時点

小し、率にすると 24％減となりました。

で確定しておりませんが、例えば、解決すべき課題別に

国土交通省が令和２年度にアクションプランの進捗状

参加する都道府県を分類するなど、年度内を目途に都道況に関するヒアリングを実施したところ、令和８年度の府県単位で最大３回の意見交換会を実施し、より実効性

概成を確実に実現するため、下水道整備区域の見直しや、のある計画の策定を促進してまいります。

整備方法の工夫に積極的に取り組む市町村がある一方、更なる人口減少の進展や整備スピードの鈍化により、ア（３）汚水処理未整備区域の 10 年概成（令和８年度）
直近の令和元年度末における全国の汚水処理施設の処

クションプランに定めた目標値から大きく乖離している
市町村が多数見受けられました。

理人口は１億1,636万人で、汚水処理人口普及率が91.7％

そこで、今年度で10年概成の前半の５年が経過することなりましたが、一方、約1,050万人が汚水処理施設を利とを踏まえ、近々、関係する３省の連名により、各市町用できない状況にあります。この汚水処理施設を利用で村のアクションプランの目標値と実績値が大きく乖離す

きない人口を都道府県別に見ると、滋賀県が最小で約る等の市町村を主として、令和３年度中のアクションプ

２万人を切っている一方、千葉県、静岡県及び愛知県はランの点検・見直しをお願いする予定です。

60 万人台となっています。
この汚水処理施設整備は、市町村が、下水道、集落排水、浄化槽等それぞれの汚水処理施設の有する特性、経３．おわりに済性等を総合的に勘案し、地域の実情に応じた効率的か

本稿では、令和３年度までの策定期限である「耐水化つ適正な整備手法を選定した上で、都道府県が主体とな計画」、令和４年までの策定期限である「広域化・共同化

り、市町村と連携して策定している都道府県構想に基づ計画」、さらには令和８年度目途の 10 年概成についてのき、適切に事業を実施しているところです。

紹介を行いました。２つの計画については、正確な状況

この都道府県構想については、平成10年までに全てのの分析に基づき、計画策定後の実効性のある実施内容を都道府県において策定されましたが、人口減少等の社会盛り込んだ計画となるよう、それぞれの関係者と連携し情勢の変化等を踏まえて、平成14年、平成19年と見直した取組を期待しているところです。また、10 年概成につを要請してきました。直近では、関係する３省（国土交

いては、未だ汚水処理施設の恩恵を受けることができな

通省、農林水産省、環境省）が連携し、平成 26 年１月 30

い方が 1,000 万人程度いることを踏まえると、10 年概成

日にとりまとめた「持続的な汚水処理システム構築に向の目標年度である令和８年度に向けて、汚水処理施設のけた都道府県構想策定マニュアル」
を提示するとともに、恩恵を受ける方が一層多くなるよう積極的に対応を頂き同日付けで「持続可能な汚水処理システム構築に向けたたいと考えております。

都道府県構想の見直しの推進について」を通知しております。

下水道は時代の変遷とともに、その役割を大きく変化
するとともに、下水道が担う役割も徐々に広がっている

この策定マニュアルでは、汚水処理施設の未整備区域と考えています。役割が拡大すると、下水道事業の中でについては、
汚水処理施設間の経済比較を基本としつつ、も特定の分野に重点化せざるを得ないという事情は理解

時間軸の観点を盛り込むことや、新規整備のみならず既する一方、本稿で紹介したことを確実に実施していただ

整備地区の改築・更新や運営管理手法についても併せて

き、市民の生命や生活に関わる重要なライフラインであ検討するなどを新たに記載しました。特に、時間軸の観る下水道を将来世代に引き継いでいくことは我々が果た点からは、10 年程度を目途に汚水処理の「概成」（地域

すべき使命であると考えております。国土交通省としてのニーズ及び周辺環境への影響を踏まえ、各種汚水処理

は、予算制度、法制度等を駆使しながら、全国の下水道施設の整備が概ね完了すること）を目指し、先程の通知

管理者さらには水コン協会員の皆様方をはじめとする下により、今後10年程度の令和８年度までに汚水処理の概

水道関係者と連携した取組を通じて、下水道事業の持続成を目指したアクションプランの策定を含む都道府県構性を確保に向けた取組を行ってまいりますので、引き続想の見直しを要請しました。

きのご支援とご協力をお願いします。

この要請を受けて、全ての都道府県で令和元年に都道

9特集

水道事業における事業管理
厚生労働省／医薬・生活衛生局／水道課／課長

１．はじめに

熊谷和哉

人員配置や労務管理を重視した「運営管理」、具体的な水運用により水道サービスを行うことに主眼をおいた「運「上下水道事業の対応力、困難に立ち向かう。
」今回の転管理」、水道事業の基本となる水道という施設資産の維

全体テーマをそういただいた上で、水道事業に関しての持を図る「維持管理」、私個人の語感での解釈ですので、依頼をいただきました。各論でいろいろなキーワードを

異論や違和感もおありかも知れませんが、少なくとも管いただいたものの、真っ先に思い浮かんだの「事業管理」

理にまつわる幾つかの言葉とその定義を作り、精緻な議というもの。対応力を生む基本は組織力で、それをどの論が必要だったというところはご理解いただきたいとこ

ようにマネジメントするかというものと理解しています

ろです。いわゆる人と施設、資金といったものの何を主が、常々、管理とマネジメント、そしてその類語がたく眼に議論するかについて、もう少し細かい定義と認識にさんあり、どのようにそれを認識・理解しているのか、

基づく議論が、結果的には水道事業の将来像をもう少し同じ言葉を使っていても意外と異なる認識で使われてい早い時期に議論できたのではないかと思います。

ないかと思わされる場面があります。

次なる問題意識です。「困難に立ち向かう。」ですが、方策、方針を求められているのかも知れませんが、水何を困難としているのかです。いつの時代にも困難はあ

道事業の長期的な将来を考えると、それらを生む組織力、りました。それでは現在でいう困難とは何なのかです。

それを発揮させる事業管理、そんなものを中心に述べさせていただきます。

国内にはじめて街が形成された時、周辺から水を運ぶ
必要にかられ上水・水道という言葉がそれを指す土木構
造物とともに生まれています。いわば日本水道の第一世

２．水道事業の概況

代です。江戸末期以降の海外交易の負の側面として、コレラ、赤痢といった外来水系伝染病が国内に入り、浄水水道事業においてのこの30年間は、１億２千万人強か処理と圧力給水を必須要素とする近代水道、水道第二世

ら１億２千８百万人を経て、１億２千万人強に戻る、人代に移行します。戦後の人口増加と都市化、大都市圏の口構造や給水人口としてはほとんど変化のない30年間と形成といった、社会・産業・都市構造の変化に対応する

いえます。1980年代に高普及期の水道事業のありようとため、新規の水資源開発をよぎなくされ、その結果としいった議論が起こり、そこで「維持管理の時代」と整理て用水供給事業が生まれ、水源開発・用水供給事業・末したことが、その象徴であったかと思います。

端供給事業といった水道事業の分割・三層構造化が生じ

多少結果論的なところがないわけではないですが、そました。いわば水道事業の第三世代です。

れでも1990年代、少なくともその後半には、この30年間

はじめて水道を考え創った困難、浄水処理・有圧給水が単なる維持管理の時代ではなく、次なる長期人口減少を輸入した困難、急激な需要増大への対応の困難、そし社会に向けた遷移期という認識をもう少し深く持つべきて今般の困難の中心は、少子高齢化極まって生じた長期時期だったと思います。

人口減少社会への対応ということではないでしょうか。

また、維持管理という言葉自体も、かなり曖昧に遣わ

当然、水道事業の事業環境について大きな局面変化がれた言葉で、広義・狭義が混在した形で用いられてきて起きているわけですから、困難な局面であることは確かいます。施設の運転管理、水道サービスの提供といったですが、これまでの事業管理手法の延長戦で無意識的に側面と点検、保守に始まる施設維持管理を明確に分け、考えていることもあるのではないでしょうか。局面変化

水道事業についての管理体制についての整理と認識を深に適応・順応して、まったく別の事業管理を新たに考えめるべきだったと考えます。

直す。言ってみれば、水道事業の次世代、第四世代の水そのような認識に基づき、事業管理を整理するとどのような図式となるでしょうか。
収入と支出を意識した全体的な「経営管理」があり、

10

道を新たに創る、その生みの苦しみというべき時期と考えます。

３．水道事業の今後
事業管理を細分化して・・・何もこれまでが未熟な対水系を分離する必要もあります。象徴的に見られる浄水容量ですが、送水系の再編がなければ浄水施設の統廃合は不可能なのは、当然お分かりのことかと思います。

応だったとは思いません。絶対的に行わざるを得ない事

これから求められる事業体制に対して、これまでの知業であれば、資金や人材・資材・技術、それらがおぼつ

見・情報が使えるのか使えないのか、このレベルから考かなくてもやらざるをえません。それぐらい、切羽詰ま

え直さなければならない。これこそがこれから求められった状況が、これまで３度経験した局面変化でした。近る、対応力とそれを得るための困難性だと考えます。

代水道創生の時期、市全体予算の数倍もの予算が見込ま

試行錯誤の結果としての事例収集の時代。マニュアル、れる中でもやらざるをえなかった・・・各所の事業史にガイドラインといった教科書作成のための知見蓄積の時出てくる内容です。資材を全て輸入に頼り、外国人技士代。そういう意味では、各所の取組の情報流通が非常にを高額で雇い、
近代水道を創らざるを得ない状況でした。

重要な時期です。小さな工夫や取組、それをぜひとも機

そんな状況の中で、言葉を厳密に分け、定義し、将来展会を捉えみんながみんなに対して発信することをお願い

望と共に事業を考える、そのことにより得られるものをしたいと思います。時代の最先端は、地方と中小事業に考えれば、不問とするのも１つの選択であったと思いまあります。情報流通の方向性する見直さざるを得ない時す。戦後の人口増と都市化、高度成長の時の水不足を考期です。

えれば、まずはなりふりかまわず水源確保を優先するというのも頷けます。

一方、現状の水道施設や運営方式は、個々の事業ごとに行われたオーダーメイド型です。加えて、市街部の拡このような状況に比べれば、現状において将来に対し大などに合わせた足し算型で、現状を支える施設としてて持ちうる情報がたくさんあります。百数十年にわたっも理想的な構成とは言い難いものでしょうし、対災害性て人口が 3 . 5 倍になるなか、普及率ゼロの近代水道を完の観点からも改善の余地があります。

全普及させた先人の遺業を考えれば、それなりの遺産を

施設の高度化と今後の事業環境に合わせた施設の再構前提に今後を考えられないものではないと思います。

成、この二つを同時に考えて行くのがこれからの水道事

問題は、意識的・無意識的に、需要増の中で培った方法論の延長線上で将来を憂うことでしょう。新たな局面に対して新たな方法論を構築する、暗中模索とその試行錯誤の時期と割り切ることから始まるように思います。

業の中心課題となります。それを減少する担い手で扱えるようなものとしなければなりません。
水道事業の範囲内で考えればデジタルトランスフォー
メーション以前の問題として、事業運営や施設形式・運現在ならでは困難は、現状の人口を支えつつ、将来的転管理方式の標準化、共通化、統一化が先に立つものとに減少する人口をどう支えるか、単に減った需要に対応考えます。これまで、個々の事業環境に合わせたオーダ

するのであればそれほどの難しさはないように思いまーメイドから、マンパワーに合わせた汎用性確保というす。ある時点を設定し、そこに向けて最適化のプロジェ

意味での標準化へどのように移行していくかが問われてクトを管理する。これまで行ってきた、第何期拡張事業

いるように思います。事業と施設に合わせた人材育成かといったものがそれで、まさにプロジェクト管理の知見

ら人にやさしい、標準化された方式へということでしょを集積してきた１世紀以上です。

う。技術継承がよく問題となりますが、継承すべき、ま今後は、目標となるべき需要が時々刻々減少へ動き、た継承できる情報量に技術を集約していくという、観点それに合わせた経過管理が求められます。言ってみればを取り入れていかなければ、今後の内部環境には対応でプロジェクト管理からプログラム管理への移行です。最きないものと思われます。

適化という発想自体も目標需要の長期減少を考えれば大きな意味を持たなくなります。施設容量と運転管理能力
によって、高コスト化しない80点の時期をどれだけ長期に取れるかといったことを問われる時代です。

４．最後に内部、外部の事業環境が変われば、それに順応して水１億２千万人強を支えた現状施設容量は当然過剰。問道の姿も当然変わります。現在の延長線上で無意識的に

題は徐々に過剰化していくという時間変化と共に顕在化

考えてしまうこと、そのことがとても危険なことです。

するこの課題にどのように臨むかです。施設の統廃合も事業環境をよく見定め水道計画の本論に戻り、既存施設

ちろんのこと、施設配置そのものを再考することになりの延命化で今を支えつつ、将来に備えた水道の再構築とますし、それに対応するためには、不確定要素の大きいいう五十年、百年の大仕事。当然大変ですが、やりがい需要対応の配水系と水源の位置と量に支配される導・送のある時代と思います。

11

特集

カーボンニュートラルに向けて
国土交通省／国土技術政策総合研究所／下水道研究部／
下水道エネルギー・機能復旧研究官

１．はじめに三宮

武

２．下水道技術開発会議と下水道が置かれた現状

近年、世界各地で頻発する豪雨災害、森林火災、大雪（１）下水道技術開発会議などは、地球温暖化による気候変動が大きな原因とも言

下水道の中長期的な方向性や未来像を示す「新下水道われている。地球温暖化への対応は、喫緊の課題であり、ビジョン（平成 26 年７月）」では、『循環のみち下水道』

かつ一朝一夕では解決できない課題でもある。

の成熟化の実現を促進するため、国、事業主体、研究機

今年４月に開催された気候変動に関する首脳会議（サ関が連携し、他分野の技術も積極的に取り入れ、計画的・ミット）において、菅総理が2030年度における温室効果

効率的な技術開発を実施すると共に、開発された新技術

ガスを2013（平成25）年度から46％削減することを目指を国内外に普及させる目標が掲げられた。

すと表明した。「野心的な目標」という言葉もあった通

また、2015 年２月の社会資本整備審議会答申「新しいり、これまでの目標が 26％であったので、大幅な上方修時代の下水道政策のあり方」（以下「社整審答申」とい正になる。

う。）では、地方公共団体のニーズの把握、他分野を含め

また、５月には地球温暖化対策推進法の一部を改正す

た幅広い技術シーズを踏まえ、産官学連携のもと、中期る法律が国会で可決成立した。この中では、2015（平成的な下水道技術ビジョンを策定すること、同ビジョンに

27）年12月に採択されたパリ協定に定める目標を踏まえおいては、今後開発すべきハード・ソフト技術の分野・て、環境・経済・社会の発展を統合的に推進しつつ、2050

内容等を明確にし、分野ごとに技術の熟度に応じたロー

年までの脱炭素社会の実現に向けて、国民、国、地方公

ドマップを作成することが示された。

共団体、事業者及び民間団体等が密接に連携していくこ

また、新下水道ビジョンや社整審答申を受け、国総研とが、地球温暖化対策を推進する上での基本理念として

では下水道技術ビジョン検討委員会を設置し、同年12月規定された。また、地方公共団体が策定する実行計画のに「下水道技術ビジョン」を策定した。また、下水道技

中に施策実施に関する目標を定めること等が追加され術ビジョンのフォローアップと技術開発の推進方策を検た。

討するため、産官学連携の議論の場として、2016（平成下水道からの温室効果ガス排出量は約 643 万ｔ -CO２（2015 年度）で、日本全体の排出量の約 0.5％

１）28）年１月に下水道技術開発会議を設置した。

である。

さらに、2017（平成 29）年８月には「新下水道ビジョ

また、自治体の事務事業活動における温室効果ガス排出

ン加速戦略」（以下「加速戦略」という。）が策定された。

量において、下水道の占める割合が高い自治体もあり、その中では、『第４次社会資本整備重点計画で掲げた下水（2014（平成26）年度）
例えば、東京都下水道局は35％２）

汚泥エネルギー化率 30％（2020（平成 32）年度末）の目である。

標達成とともに、下水道施設の省エネ化や下水熱利用の地球温暖化は、誰もが被害者になり得、また、加害者推進などにより、電力購入費の削減及びCO２排出削減対でもあると言える。自らが頑張らなくても、誰かが頑張策を進め、概ね20年で下水道事業における電力消費量のって解決してくれる可能性があり、誰かが頑張ると思っ半減を目標として取り組んでいくことが重要である』こていると、誰もが手を抜く可能性もある。

とや『下水道技術ビジョンを踏まえた省エネ・創エネ技「上下水道事業の対応力～困難に立ち向かう～」のテー

術、資源利用技術の基礎研究レベルから実用化段階までマをいただいたので、カーボンニュートラルに向けた国の技術開発、普及展開・導入促進及びそのための検討体

土交通省国土技術政策総合研究所下水道研究部（以下「国制を強化』すべきことが示された。そのため、2018（平総研」という。
）、国立開発研究法人土木研究所の下水道

成30）年10月に下水道技術開発会議エネルギー分科会を関連部局（以下「土研」という。）の取組等をご紹介す設置し、下水道資源・エネルギー技術などの新技術の開る。

発及び導入促進、これまでの取組や課題の整理等を行っ
てきた。

12

（２）下水道の置かれた現状

使用量は減少しており、効率的な施設に転換していると下水道事業において、温室効果ガスの排出に関係するいうことも示唆される。改築更新に際して、熱利用の効主な数値について、下水道統計 2013（平成 25）年度版と率化などを追求することが重要ではないかと考える。

３）

2018（平成 30）年度版

を比較した。

2013 年度に約 69 億９千万 kWh であった下水処理場及びポンプ場の電力使用量は、2018 年度には約 73 億３千

表ー１

kWh と約 4.9％増加している。

 水道（処理場、ポンプ場）における電力使用量等
下の変化注 1）

この間、処理水量は約146億ｍ3 から約146億４千ｍ3 と１％も増加しておらず、単位処理水量に対する電力使用量（電力使用量原単位）についても 0.48kWh/ ｍ3 から。
0.50 kWh/ ｍ3 へと増加している（表−１）

電力使用量

処理水量

千 kWh
（A）

千ｍ3
（B）

電力使用量
原単位
kWh/m3（A）/（B）

一方、主な燃料（重油（特 A、A）、灯油、都市ガス）

2013 年度

6,991,996

14,600,6450.48の使用量は、この間でいずれも減少している（表−２）。

2018 年度

7,334,153

14,641,549

0.50

2018 年度
÷ 2013 年度

1.049

1.003

1.044

また、汚泥処理過程で発生するメタンを主成分とする
消化ガスの発生量と使用量は、同期間に大きく増加している（表−３）。
汚泥の焼却過程等で発生し、温室効果が大きい一酸化

注１：2018 年度の電力使用量については、異常値（単位の誤表記）と思われる値を補正した。

二窒素（N２O）は、焼却温度を高温にすること（以下「高温焼却」という。
）で排出量が減少するが、国内で基数の多い流動焼却炉に着目したところ、燃焼温度（年平表ー２ 水道（処理場、ポンプ場）における主な燃料の使下用量の変化

均）850℃以上との報告（基数）の割合は、約 54% から

重油（特 A、A）
kℓ

灯油

都市ガス

kℓ

千ｍ3

2013 年度

53,53020,74048,8012018 年度

49,488

12,79545,8532018 年度
÷ 2013 年度

0.924

0.617

0.940

約 60% という進展である（表−４）。
（高分子系流動焼却
炉の排出係数は、約 800℃で焼却する場合は、1,508g-N２
４）O/t、約 850℃の場合は 645gt-N２O/t）

下水道における CO２ 排出の約 62％が処理場及びポン
１）
すプ場で使用する電力に起因（2016（平成 28）年度）

ることから、加速戦略の中で「概ね 20 年」と言っている
電力使用量の削減を“加速”することが喫緊の課題とも言える状況になっている。
再生可能エネルギーの普及等により、電力の製造に伴

表ー３

下水道における消化ガスの発生量と使用量の変化って排出される CO２の発生原単位（CO２排出係数）が減

発生量
ｍ3

使用量
ｍ3

2013 年度

292,020,604

260,504,596

2018 年度

340,607,825

313,100,310

2018 年度
÷ 2013 年度

1.166

1.202

少すれば、電力使用量が減少せずとも、温室効果ガス発生量は減少するということにもなるが、下水道管理者とすれば、維持管理コストを削減するインセンティブにつながるものであることからも、各処理場等において、自らの電力使用量を分析し、減少させる“他人任せでは無い”取組が必要であると考える。
燃料消費は、化石燃料の燃焼により、直接温室効果ガ
スを排出することになるため、その使用量の減少やバイオマスたる下水汚泥から発生する消化ガス量を増やし、利用を進めることは、評価されてしかるべきと考える。

表ー４

 水道の流動焼却炉のうち、焼却温度（年平均）
下850℃以上と報告されている焼却炉基数の変化注２）
流動焼却炉
基数
（A）

うち 850℃
以上で燃焼（B）（B）/（A）

2013 年度

218

117

0.537

2018 年度

214

128

0.598

高温焼却については、その実施により、増加する熱負荷による炉本体や排ガス処理装置への影響、補助燃料の増加が懸念されるとともに、下水道システム全体を対象に施設管理を最適化するストックマネジメント計画と整合を図るという点からも、各自治体の計画の中で、必ずしも高い優先順位に位置づけられていない可能性もあると考える。
高温焼却炉の基数の増加に対して、“マクロ”では燃料割合

注２：気候変動枠組条約（UNFCCC）への報告に直結している数
字ではないが、いくつかの自治体に伺う中で、例えば、炉を保温中の温度も年平均に含めるなど、必ずしも実態を反映していない可能性もあるので、再確認が必要かもしれない。

13

３．カーボンニュートラルに向けた今年度の国総研、土研の取組
上記以外にも温室効果ガスの排出に対して、下水道が置かれた状況を示すものとして、水処理で発生する究を行っている。その成果を踏まえ、国総研において技術の一般化を図り、普及展開に活用するため技術ごとに技術導入ガイドラ
インを策定している。

（２）土研の取組○研究開発

N２O、汚泥燃料化などの創エネの取組状況などもある。

昨年度に引き続き、伐木や剪定枝を下水汚泥焼却施設

これらも踏まえた国総研、土研の今年度の取組を示す。

の補助燃料等に活用する技術の開発、伐木や刈草を汚泥

課題への対応が網羅できているものではないが、技術の熟度等により、現状把握、研究開発、実証段階、技術支
援・技術指導への活用の各段階の調査等がある。

脱水助剤として適用する技術の開発を行う。
また、下水で培養した藻類をメタンガス化する技術の開発を行う。

（１）国総研の取組○現状把握
昨年度に引き続き、現地調査等により、水処理の過程で発生するN２Oの発生因子の検討を行う。温室効果ガス
インベントリへの反映に向けて、四季変動などの知見を
蓄積する。
○研究開発
今年度から、下水道を核とした資源循環システムの広域化・共同化に関する研究を行う。この研究では、生ゴ
ミ等の地域バイオマスを下水道に受け入れる場合の施設に与える影響等に関する技術的な検討、地域バイオマスを対象とした資源循環システムの経済性、環境性、維持管理性等の評価手法を策定することとしている。

図ー１

○実証事業

 小規模処理場間の広域化に資するバイオマスボイ
中ラによる低コスト汚泥減量化技術実証事業（国総研
ホームページから引用）

昨 年 度 に 引 き 続 き 、下 水 道 革 新 的 技 術 実 証 事 業
注３）の一環として、「中小規模処（B-DASHプロジェクト）

理場間の広域化に資するバイオマスボイラによる低コス
ト汚泥減量化技術」の実証を行う（図−１）。

４．おわりに今では“使えて当然”となった下水道をこれからも持この事業は、脱水乾燥システムとバイオマスボイラに続的に維持していくことに関係者は力を注いでおり、まより、発生汚泥を大幅に減量化するとともに、バイオマ

た、降雨に伴う災害を軽減するため、浸水対策に力を入スボイラの排熱を乾燥機等で活用することにより、エネれている自治体もある。山積する課題に取り組む必要がルギー効率の向上に期待するものである。木材等の多様ある中で、地球温暖化対策をさらに加速させることは、なバイオマスの受け入れが可能である。

負担になることも想定できる。

また、「ヒートポンプで低 LCC と高 COP を実現する下
水熱融雪システム」のガイドラインを作成した。

地域によって、置かれた状況、取ることができる対応は異なる中で、これまで培ってきた知見と、これから磨

これは、高い熱伝導性能を持つ採熱管や舗装等を利用き上げられる様々な技術なども駆使して、関係者が一丸し、ヒートポンプ等、熱を増幅する機器を使用せずに下となって、この課題に取り組んでいかなくてはならない

水から回収した熱だけを用いることで、従来よりも省エと考える。ピンチはチャンスかもしれない。
「見せましょネ・低コストで車道融雪を可能とする技術である。

う、下水道の底力を」といった感じだろうか…。

○技術支援・技術指導へ活用する調査
昨年度に引き続き、下水処理のフローや機器構成の違
いが電力消費量に与える影響を検討する。また、運転方

参考文献

法の見直しによる電力消費量の削減効果を検討する。

１）公益社団法人 日本下水道協会：日本の下水道 ｐ 114、令和元

特に小規模処理場についても、下水道技術開発会議等

年度の議論を踏まえて、運転の工夫等による省エネを試行し

２）東京都下水道局：アースプラン 2017 ｐ 7、平成 29 年 3 月ており、今年度も引き続き、その調査に取り組む。

３）公 益社団法人 日本下水道協会：下水道統計、平成 25 年度版及

注３：事業の実施に当たっては、国土交通省（本省）にて有識者の審議を経て事業を採択し、国総研からの委託研究として、民間企業が必要に応じて地方公共団体や大学等と連携しながら、実証研

14

び平成 30 年度版
４）環境省：UNFCCCへの報告及び審査 温室効果ガスインベント
リ、2021 年

他

特集

カーボンニュートラル下水道を目指して
公益財団法人日本下水道新技術機構／
資源循環研究部／部長

藤本裕之

由来の創エネや太陽光発電・風力発電など自然由来の創１．はじめにエネを想定し、エネルギー自立化の可能性について検討

2050年のカーボンニュートラル達成に向けた取り組みを行いました。共同研究者は、秋田県、群馬県、株式会が求められています。（公財）日本下水道新技術機構で社石垣、JFE エンジニアリング株式会社、株式会社タク

は、
これまでに省エネ設備や創エネ設備の技術資料作成、

マ、月島機械株式会社、メタウォーター株式会社、クボ

処理場の「省エネ診断」など、省エネ、創エネをテーマ

タ環境サービス株式会社、株式会社ウォーターエージェに業務に取り組んできました。令和元年度及び令和２年

ンシー、日本工営株式会社、株式会社日水コン、および度において、下水処理場におけるエネルギー自立化（処（公財）日本下水新技術機構です。また、神奈川県および理場の消費エネルギーを処理場における創エネで 100％

愛知県の協力を頂きました。

賄う）の可能性を検討するため、２件の共同研究を実施しました。ここでは、その概要を紹介させていただきます。

（２）検討内容
主ポンプ、送風機について、データ分析を行い、省エ

なお、エネルギー自立化率については、定義を以下の様にしています。
エネルギー自立化率＝ネとなるような運転方法を検討し、省エネ効果を算定しました。また、低圧損型メンブレン散気装置や、嫌気槽・創エネルギー量
消費エネルギー量 − 省エネによるエネルギー削減量

無酸素槽への省エネ型反応槽撹拌機の導入を検討し、省エネ効果を算定しました。
汚泥処理については、省エネ、創エネ施設の導入を検討しました。汚泥消化システム（焼却あり）には下水汚２．下水処理場におけるエネルギー自立化に関する共同研究（共同研究１）（１）概要

泥由来繊維利活用システム、汚泥消化無しの場合はダイレクト型圧入式スクリュープレス脱水機による濃縮一体化脱水法の導入を検討しました。下水由来の創エネ施設については、消化ガス発電及び発電型焼却システムの導本共同研究は、令和元年度に実施し、５か所の下水処入を検討しました。消化については高濃度対応型ろ過濃理場において、運転手法改善及び最新省エネ技術を適用

縮・中温消化システム、焼却については、省エネ・創エ

し消費電力量を削減すると共に、消化ガス発電等の下水

ネ型汚泥焼却システム、発電型汚泥焼却技術、階段炉に

表ー１ ケーススタディのメニュー（共同研究１）
水処理
汚泥処理
創エネ
高濃度消化施設
消化ガス発電運転方法改善
Ａ処理場
下水汚泥由来繊維利活用システム
太陽光発電
省エネ設備導入
省エネ・創エネ型汚泥焼却システム 風力発電
運転方法改善消化ガス発電Ｂ処理場 （OR 制御含む） 高濃度消化施設
太陽光発電
省エネ設備導入
運転方法改善消化ガス発電
Ｃ処理場
高濃度消化施設
省エネ設備導入
太陽光発電
運転方法改善濃縮一体化脱水法
廃熱発電
Ｄ処理場
省エネ設備導入 発電型汚泥焼却技術
風力発電
高濃度消化施設
消化ガス発電運転方法改善
Ｅ処理場
下水汚泥由来繊維利活用システム
廃熱発電
省エネ設備導入
階段炉による下水汚泥焼却発電技術 太陽光発電
処理場

15

よる下水汚泥焼却発電技術を処理場の条件により選定

き、エネルギー自立化が可能となりました。

し、検討を行いました。さらに自然由来の創エネ技術として、太陽光発電、風力発電の導入検討を行いました。
各処理場におけるケーススタディのメニューを表−１に

３．下水処理場におけるエネルギー自立化ケースス
タディに関する共同研究（共同研究２）示しました。

（１）概要（３）検討結果

本共同研究は、令和２年度に、５か所の下水処理場をケーススタディの結果を表−２に示しました。下水由対象に実施しました。目的は、共同研究１と同じく、エ来の創エネを創エネＡ，自然由来の創エネ（太陽光発電、

ネルギー自立化の可能性を検討したものです。共同研究風力発電）を創エネＢとし、エネルギー自立化率を算定

者は、富山市、神戸市、大阪府、岡山県、八千代エンジしました。エネルギー自立化率Ａは、18％～63％となりニアリング株式会社、株式会社明電舎、新明和工業株式ました。消化ガス発電を想定した４処理場を見ると、28

会社、JFE エンジニアリング株式会社、株式会社石垣お％～63％となっており、
消化ガス発電の効果が分ります。

よび（公財）日本下水新技術機構です。

敷地の制約により消化ガス発電を設定できなかったＤ処
理場では、汚泥焼却炉の廃熱発電による創エネにより 18（２）検討内容％と、消費エネルギーの２割近くの創エネ効果がある事

主ポンプ、送風機の省エネとなる運転方法の検討、低が分りました。このように、エネルギー自立化率Ａは処

圧損型メンブレン散気装置や、嫌気槽・無酸素槽への省理場の条件により大きく異なりますが、最大で消費エネ

エネ型反応槽撹拌機（プロペラ式）の導入検討に加え、ルギーの約３分の２を下水由来のエネルギーで賄えるこ

省エネ型送風機（高速軸浮上式ターボブロワ）の導入検とになりました。エネルギー自立化率を 100％にすべく討及び返送汚泥ポンプのプーリー交換による回転数変更

創エネＢの算定を行いました。結果を創エネ（Ａ + Ｂ）

による省エネの検討を行いました。さらに、ヒートポン

として示しました。その結果、敷地の制約により消化ガ

プによる下水熱の空調利用についても検討を行いまし

ス発電や太陽光発電を設定できなかった処理場Ｄを除

た。

表ー２

ケーススタディ結果（共同研究１）
Ａ
Ｂ
Ｃ
項目
単位
処理場
処理場
処理場
エネルギー消費量（省エネ対策前） 千 kWh/ 年
12,927
17,6092,626
エネルギー消費量（省エネ対策後） 千 kWh/ 年
10,34914,331
2,626
省エネ率
%
20
19
−
創エネＡ
千 kWh/ 年
6,159
8,980
733
創エネＢ
千 kWh/ 年
4,190
5,351
1893
エネルギー自立化率（Ａ）
%
60
63
28
エネルギー自立化率（Ａ＋Ｂ）
%
100
100
100

Ｄ
処理場
69,87356,30019
10,374
5,771
18
29

Ｅ
処理場
59,50440,83431
18,08322,751
44100注）創エネ A は下水由来のエネルギー、創エネ B は自然由来のエネルギー

処理場
Ｆ処理場

Ｇ処理場

Ｈ処理場
Ｉ処理場
Ｊ処理場

表ー3
水処理
運転方法改善省エネ設備導入

ケーススタディのメニュー（共同研究２）
汚泥処理
消化施設

運転方法改善省エネ設備導入検討対象外
エネルギー監視システム導入
運転方法改善省エネ設備導入
発電型汚泥焼却技術
下水熱利用
運転方法改善濃縮一体化脱水法
省エネ設備導入
階段炉による下水汚泥焼却発電技術
運転方法改善
消化施設
省エネ設備導入
下水汚泥由来繊維利活用システム
下水熱利用注）Ｇ処理場の都市ガス利用等は既設含む。Ｈ・Ｉ処理場の太陽光発電は既設。

16

創エネ
消化ガス発電バイオマス受入
太陽光発電
消化ガスの都市ガス利用等
太陽光発電
廃熱発電
太陽光発電
廃熱発電
太陽光発電
消化ガス発電太陽光発電

表ー4

ケーススタディ結果（共同研究２）

項目

単位エネルギー消費量（省エネ対策前）
エネルギー消費量（省エネ対策後）
省エネ率
創エネＡ
創エネＢ
エネルギー自立化率（Ａ）
エネルギー自立化率（Ａ＋Ｂ）

千 kWh/ 年
千 kWh/ 年%
千 kWh/ 年
千 kWh/ 年
%
%

Ｆ

Ｇ

Ｈ

Ｉ

Ｊ

処理場
1,305
1,184
9
886
298
75
100

処理場
25,64924,071
9
5,327
249
22
23

処理場
22,435
18,958
15
2,119
1,768
11
20

処理場
11,675
8,590
26
907
1,843
11
32

処理場
30,191
23,07324
11,445
11,62850
100注）創エネ A は下水由来のエネルギー、創エネＢは自然由来のエネルギー

汚泥処理については、下水汚泥由来繊維利活用システ

共同研究の成果は、「下水処理場におけるエネルギー自ムの導入検討やダイレクト型圧入式スクリュープレス脱立化に関する技術資料」、「下水処理場におけるエネルギ

水機による濃縮一体化脱水法の導入を検討しました。処

ー自立化ケーススタディに関する技術資料」としてまと理場の状況により、消化ガス発電、発電型焼却技術及びめてありますので、詳細についてはそちらをご覧くださ

階段炉による下水汚泥焼却発電技術の導入を検討しましい。

た。Ｆ処理場において地域バイオマス（生ごみ）を受け入れた場合の、消化ガス発電の検討を行いました。自然由来の創エネとしては太陽光発電の導入検討を行いまし５．おわりに代えてた。なお、風力発電については風速条件により全箇所で共同研究や、省エネ診断などでは、分析用のデータを不適となりました。既にメガソーラーを設置しているＨ

入手するのですが、「使えるデータがない」ことが往々に処理場、Ｉ処理場の発電量は実績値を採用しました。各

してあります。電力量については以下のようなケースで処理場におけるケーススタディのメニューを表−３に示

す。

しました。

・個々の機器には電力量計があるが、中央監視盤に送られていない。

（３）検討結果
ケーススタディの結果を表−４に示しました。表−２

・中央監視盤には電力値が表示されるが、記録していない。

と同様に、下水由来の創エネを創エネＡ、自然由来の創・多数の機器の電力量を一括して測定している。例えばエネを創エネＢとしてエネルギー自立化率を算定しまし「送風機棟」の電力量は測定しているが、送風機以外のた。エネルギー自立化率Ａは、11％～75％となりました。

ものも含まれており、送風機の値が不明。

消化ガス発電を想定したＪ処理場で50％、生ごみ利用に・時間毎の値がなく、１日毎の値しかない。

よる消化ガス発電を想定したＦ処理場で75％と、自立化

また、データの精度が粗く、分析できない場合があり

率Ａは大きくなりました。なお、ここでは生ごみについます。例えば、100kWh 単位でしかデータがない場合なても便宜上下水由来に含めました。敷地に余裕がなく消どです。０、100、200、・・・のデータしかないので、プ化施設を想定できなかったＨ処理場、Ｉ処理場では、汚ロットすると連続せず、離散した線になってしまいます。

泥焼却炉の廃熱発電による創エネにより、自立化率Ａは

これは、表示する桁数が限られていたアナログ時代の伝

共に 11％となりました。自立化率（Ａ + Ｂ）は、太陽光統が脈々と引き継がれているものと推察されます。今は発電を利用することで、２処理場で100％となりました。

デジタル時代ですから、表示は 100kWh 単位としても、敷地に余裕の無い３処理場では、自立化率（Ａ + Ｂ）は

データは小数点以下も含めた正確な数字を記録・保管し20％～32％となりました。省エネ率については、９％～て欲しいものです。実際は、各機器から中央監視盤に送26％と省エネの余地があることが分りました。

る信号自体が 100kWh 毎になっていますので、そちらも改良または取り換える必要があります。

４．まとめ

中央監視盤は更新され近代的な姿なのですが、中身は昔のまま。ICT、AI の時代には、データがないと話にな

この２件の共同研究により、まずは省エネ（運転改善、りません。中央監視盤を更新する際には、データの使用

省エネ機器導入）、そして消化ガス発電の導入または廃熱目的をエネルギー監視の観点からも十分に吟味し、シス発電の導入がエネルギー自立化のポイントということがテム全体を再検討する必要があります。次の更新まで待確認できました。併せて、太陽光発電や風力発電などもっていたのでは、2050年のカーボンニュートラル達成に最大限に活用することで、下水処理場におけるエネルギ

は、遅きに失してしまいます。

ー自立化の可能性が確認できました。

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